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公开(公告)号：CN113176558B
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202110424361.9
申请日：2021-04-20
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种矢量舷侧阵稳健波束形成方法，针对声呐自噪声影响舷侧阵系统探测性能的问题，基于矢量声呐阵列信号处理模式，设计空域矩阵滤波器抑制机械噪声和螺旋桨噪声等近场强干扰，利用对角减载运算滤除流噪声、海洋环境噪声和其他探测扇面内残余的非相关噪声，最后使用稳健波束形成算法对远场目标进行方位估计。本发明能够最大程度的有效滤除自噪声成分，增强输出信噪比和稳健性，进而提升系统的抗噪能力、空间分辨力和方位估计性能。
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公开(公告)号：CN108469599B
公开(公告)日：2021-11-23
申请号：CN201810164749.8
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S3/80
Abstract: 本发明公开了一种声矢量传感器幅度加权MUSIC测向方法，属于传感器信号处理技术领域，具体为利用单个声矢量传感器对处于海洋环境噪声场中的目标测向。本方法通过声矢量传感器实现，所述的声矢量传感器由声压传感器和三个振速传感器空间共点组成，同时测量声压及x、y、z方向的三个振速分量。本发明联合估计目标角度和声压通道与振速通道的环境噪声功率，补偿掉了声压和振速通道环境噪声功率的不一致性，保证了在低信噪比条件下，此测向方法仍具有较高的估计精度和分辨力。同时解决了已有MUSIC测向技术在海洋环境噪声场中应用时旁瓣高、主瓣胖、无法分辨两个目标的难题，可有效用于解决海洋环境噪声场中对弱目标以及双目标的被动测向问题。
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公开(公告)号：CN113176558A
公开(公告)日：2021-07-27
申请号：CN202110424361.9
申请日：2021-04-20
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种矢量舷侧阵稳健波束形成方法，针对声呐自噪声影响舷侧阵系统探测性能的问题，基于矢量声呐阵列信号处理模式，设计空域矩阵滤波器抑制机械噪声和螺旋桨噪声等近场强干扰，利用对角减载运算滤除流噪声、海洋环境噪声和其他探测扇面内残余的非相关噪声，最后使用稳健波束形成算法对远场目标进行方位估计。本发明能够最大程度的有效滤除自噪声成分，增强输出信噪比和稳健性，进而提升系统的抗噪能力、空间分辨力和方位估计性能。
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公开(公告)号：CN109001297B
公开(公告)日：2020-11-03
申请号：CN201810574991.2
申请日：2018-06-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于单矢量水听器的大样本水声材料声反射系数测量方法。主要包括：(1)剔除试样边缘衍射声；(2)构建信号处理模型；(3)分离直达声与反射声；(4)获取声反射系数。本发明一方面采用宽带窄脉冲作为发射信号形式，该信号时、频特性易于控制，可在时间上分离试样边缘衍射声，规避其影响；另一方面将单矢量水听器看作三元接收阵，采用子空间分解的阵列信号处理算法处理测量数据，数据处理方便快捷，具有较好的实时性；另外，本发明采用常规声源和矢量水听器作为测量的核心部件，无需使用传统的大型发射和接收基阵，省去了庞大复杂的测量系统，测试步骤少，只需一次发射即可获得关心频带的声反射系数，有效提高测量效率。
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公开(公告)号：CN110879099A
公开(公告)日：2020-03-13
申请号：CN201911352815.5
申请日：2019-12-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01H11/02
Abstract: 本发明涉及涉及矢量水听器以及电涡流传感器领域，具体涉及一种高灵敏度甚低频位移矢量水听器。包括外壳部分、内部框架部分和传感部分；其中，外壳部分为一柱体结构，其顶部预留有孔，底部左右两侧安装有固定用角铁；内部框架部分位于外壳部分内部，主体为一圆柱体刚性框架，其与外壳部分刚性连接；传感部分位于内部框架部分左右两侧。本发明引入超顺磁性溶液，在甚低频下灵敏度较高，极大的增加了矢量水听器的灵敏度，且具有易于安装、稳定性高、抑制噪声能力强、线缆不会对测量产生影响等优点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110361690A
公开(公告)日：2019-10-22
申请号：CN201910514984.8
申请日：2019-06-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水声定位领域，具体涉及一种平面障板条件下单矢量水听器测向方法，包括以下步骤：根据障板结构和障板参数建立数学模型，求出声波入射障板的传递矩阵C；根据传递矩阵C，确定声波入射平面障板的反射系数r；根据反射系数r得到反射声波pr，将入射声波pi和反射声波pr叠加得到矢量水听器声压各通道接收信号模型，由声压表达式确定振速表达式；将障板条件下单矢量水听器各通道接收的信号模型代入到目标方位估计公式，产生错误的因子是确定的，剔除该错误，确定修正因子μ；本发明计算复杂度低，且能克服非自由场条件下由于声场发生变化导致的常规目标方位估计公式失效问题。单只矢量水听器相比于基阵体积小，节省成本，在工程上有着很好的应用前景。
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公开(公告)号：CN110082712A
公开(公告)日：2019-08-02
申请号：CN201910194811.2
申请日：2019-03-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S3/802
Abstract: 本发明提供的是一种声矢量圆阵相干目标方位估计方法。构建声压P(t)与振速Vx(t)、Vy(t)的互协方差矩阵Rx和Ry，将两个互协方差矩阵堆叠获得新的矩阵Rxy＝[Rx，Ry]T；将矩阵Rxy进行奇异值分解，得到最大奇异值对应的左奇异向量u1；将空间方位角平面进行离散化得到空间角度集合Θ，构建过完备基B(Θ)，建立稀疏求解框架min||∑||1+ε||u1-B(Θ)∑||2，通过求解的∑得到空间谱，通过谱峰位置估计目标方位。仿真分析及试验结果表明，该方法可有效解决入射信号相关性大或相干、目标在空间方位上角度间隔较小，环境噪声大等情况下的方位估计问题。而且，该方法无需估计噪声功率或者信号数目，为声矢量圆阵相干目标的远程被动测向问题提供了有效方法，具有良好的应用前景。
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公开(公告)号：CN106199505B
公开(公告)日：2018-07-31
申请号：CN201610487737.X
申请日：2016-06-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S3/80
Abstract: 本发明提供的是种声矢量圆阵模态域稳健方位估计方法。获得声矢量圆阵声压通道及振速x、y通道的接收信号P(t)、V(t)和V(t);得到相位模态域声压通道及振速x、y通道接收信号P(t)、V(t)和V(t);将V(t)、V(t)通过电子旋转得到组合振速V(t),由P(t)和V(t)得到协方差矩阵R,引入酉矩阵Q对R作变换得到模态域声压振速联合处理的实值协方差矩阵R;约束模态域变换及实值处理后的导向矢量,利用二阶锥规划求解得到最优权矢量ω;得到的模态域变换及酉矩阵实值变换后的导向矢量得到输出空间谱图,由谱峰位置得到目标方位。本发明克服了相关声源分辨困难、失配情况下最小方差无畸变响应算法性能退化、可处理的信噪比门限高等问题。具有分辨率高、稳健性强、计算量小、背景噪声抑制能力强等众多优点。
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公开(公告)号：CN105021702B
公开(公告)日：2018-04-17
申请号：CN201510459735.5
申请日：2015-07-31
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于复倒谱的水声材料声反射系数自由场宽带测量方法。包括以下步骤，生成宽带压缩脉冲信号作为发射信号；声压水听器接收信号，并对接收信号进行截取，剔除待测水声材料边缘衍射波，获得直达波信号与反射波信号的混合信号；获得直达波信号的重构信号；获得待测水声材料的声反射系数。本发明利用宽带压缩脉冲信号作为发射信号形式，克服了自由场测量中待测样本的边缘衍射效应，实现在较大角度入射情况下水声材料声反射系数的测量。提出了基于复倒谱的测量方法，避免了实倒谱法中反射信号实倒谱提取与补零带来的误差。本发明只需一次测量即可得到测量频带的声反射系数，操作应更加方便易行。
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公开(公告)号：CN104166120B
公开(公告)日：2017-07-11
申请号：CN201410317216.0
申请日：2014-07-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S3/80
Abstract: 本发明属于声矢量通信领域，具体涉及一种声矢量圆阵稳健宽带MVDR方位估计方法。本发明包括：将二维矢量圆阵接收的声压数据以及振速数据，进行子频带分解，分别生成声压、振速和振速的宽带频域信号矩阵，得到矢量阵的宽带频域快拍数据矩阵；生成各个子频带上的矢量阵互谱矩阵；设置步长，实施方位角扫描，在子频带上构造矢量阵导向矢量；选取聚焦参考频率点，在相同的方位角上构造矢量阵聚焦导向矢量；采用相干信号子空间CSS聚焦变换方法，得到矢量阵聚焦变换矩阵；得到宽带聚焦协方差矩阵；得到最优权矢量；得在优化后的阵列平均输出功率；通过空间谱的谱峰位置确定声源来波方向。本发明施加稳健性约束优化，可提高空间谱的空间分辨率。
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